一种孔挤压用润滑剂及其强化方法技术

本发明专利技术属于零件表面处理技术领域，涉及一种孔挤压用润滑剂及其强化方法；所述润滑剂由非晶或准晶合金的粉末与分散剂组成；粉末与分散剂的配比为(1‑50)g/ml，所述粉末颗粒的形状为球形或椭球型，尺寸为0.1μm～500μm；本发明专利技术根据待强化孔的零件的材质的力学性能差异，选择具有更高硬度和韧性的非晶或准晶合金作为润滑剂减磨颗粒，降低芯棒与孔壁之间的摩擦力；根据过盈量的大小，选择粉末颗粒的尺寸，有利于降低芯棒与孔壁之间的摩擦力；并明确了粉末颗粒的形状及检验标准，有利于提高工程化应用可操作性，本发明专利技术可解决大过盈量孔挤压过程中润滑效果不佳的难题，降低芯棒与孔壁之间的摩擦力，满足高质量孔挤压强化的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种孔挤压用润滑剂及其强化方法
本专利技术属于零件表面处理
，涉及一种孔挤压用润滑剂及其强化方法。
技术介绍
孔挤压强化技术是目前航空工业应用较广泛的一种表面强化方法，主要应用于航空关键零部件的螺栓孔、通气孔、连接孔、甩油孔、定位孔等孔结构上，通过硬质的芯棒挤压孔壁，使孔周围形成一定深度的残余压应力层和加工硬化层，从而提高孔的疲劳寿命。在挤压过程中，为了防止芯棒划伤孔壁或与孔壁发生黏合，挤压前通常在孔壁或衬套表面涂覆润滑剂，从而为了减少芯棒与孔壁之间的摩擦力。目前，国内外孔挤压用润滑剂的主要成分是石墨、MoS2及润滑油脂，其中石墨、MoS2是减磨颗粒，而润滑油脂是分散剂，即可使石墨和MoS2均匀分散，有利于涂覆均匀，又有助于石墨和MoS2粘附在孔壁上。但是，当挤压过盈量较大时，芯棒与孔壁之间的挤压力达到GPa量级，石墨或MoS2的减磨效果有限，导致芯棒与孔壁之间的摩擦力过大，既容易出现孔壁划伤或孔壁-芯棒黏合的现象，严重降低了孔挤压强化效果，还可能出现孔挤压设备吨位不够的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出了一种孔挤压用润滑剂及其强化方法，可解决大过盈量孔挤压过程中润滑效果不佳的难题，降低芯棒与孔壁之间的摩擦力，满足高质量孔挤压强化的需求。本专利技术的技术方案是：一种孔挤压用润滑剂，其特征在于：它由非晶或准晶合金的粉末与分散剂组成；粉末与分散剂的配比为(1-50)g/ml，所述粉末颗粒的形状为球形或椭球型，尺寸为0.1μm～500μm。所述非晶合金为铁基、锆基、镍基、钛基、钴基、稀土基、铜基或者镁基非晶合金，准晶合金为铝基或钛基准晶合金；所述粉末为上述合金中的一种或多种，非晶和准晶合金的粉末不可以混合。所述分散剂为硅油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯或羧酸的一种或多种。所述孔挤压时，当待强化孔零件的材质为钢材时，选用铁基非晶合金、锆基非晶合金、镍基非晶合金、钴基非晶合金、钛基非晶合金或钛基准晶粉末中的一种或多种。所述孔挤压时，当待强化孔零件的材质为钛合金时，选用铁基非晶合金、锆基非晶合金、镍基非晶合金、钴基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金或钛基准晶粉末中的一种或多种。所述孔挤压时，当待强化孔的零件的材质为铝合金时，选用铁基非晶合金、锆基非晶合金、稀土基非晶合金、镁基非晶合金、铝基准晶合金或钛基准晶合金粉末中的一种或多种。所述润滑剂的粉末含有稀土基或镁基非晶合金时，可选用硅油、脂肪酸酰胺、聚酯或合成酯的一种或多种作为分散剂。所述润滑剂的粉末不含有稀土基或镁基非晶合金时，可选用硅油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯或羧酸的一种或多种作为分散剂。一种孔挤压强化方法，其特征在于：使用如权利要求1-8所述的润滑剂，强化的步骤如下：9.1、根据待强化孔零件的材质选择润滑剂的粉末材质种类；9.2、润滑剂制备：将粉末倒入分散剂中，采用搅拌机将粉末与分散剂搅拌均匀；9.3、润滑剂的涂覆：采用刷涂或喷涂的方式将润滑剂均匀涂覆在孔壁或衬套上，干燥后润滑剂层的厚度为100μm～500μm；9.4、挤压强化：按照HB/Z170《航空零件的孔挤压强化》标准对待强化孔进行挤压强化。如权利要求9所述的孔挤压强化方法，其特征在于：所述润滑剂的粉末优先选用球形颗粒，随机抽选50g粉末，椭球形或其他形状的颗粒数量应不超过总颗粒数量的30％；当孔挤压过盈量为1％～5％时，粉末颗粒的名义尺寸为1μm～500μm；当孔挤压过盈量小于1％时，粉末颗粒的名义尺寸为0.1μm～100μm。本专利技术的优点是：其一，本专利技术提出了一种孔挤压用润滑剂及其强化方法，可解决大过盈量孔挤压过程中润滑效果不佳的难题，降低芯棒与孔壁之间的摩擦力，满足高质量孔挤压强化的需求。其二，本专利技术根据待强化孔的零件的材质的力学性能差异，选择具有更高硬度和韧性的非晶或准晶合金作为润滑剂减磨颗粒，降低芯棒与孔壁之间的摩擦力。其三，本专利技术根据过盈量的大小，选择粉末颗粒的尺寸，有利于降低芯棒与孔壁之间的摩擦力；并明确了粉末颗粒的形状及检验标准，有利于提高工程化应用可操作性。附图说明图1芯棒与孔壁之间的摩擦力大小(近似等于设备压力表显示的拉拔力)对比图具体实施方式一种孔挤压用润滑剂，它由非晶或准晶合金的粉末与分散剂组成，粉末与分散剂的配比为(1-50)g/ml，其中，非晶合金为铁基、锆基、镍基、钛基、钴基、稀土基、铜基或者镁基非晶合金，准晶合金为铝基或钛基准晶合金。所用粉末为上述合金中的一种或多种合金组成。粉末颗粒的形状为球形或椭球型，尺寸为0.1μm～500μm；分散剂为硅油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯或羧酸的一种或多种。一种孔挤压强化方法，使用如权利要求1所述的润滑剂，强化的步骤如下：1、确定润滑剂的粉末材质种类：1.1、当待强化孔的零件的材质为钢材时，选用铁基非晶合金、锆基非晶合金、镍基非晶合金、钴基非晶合金、钛基非晶合金或钛基准晶粉末中的一种或多种。1.2、当待强化孔的零件的材质为钛合金时，选用铁基非晶合金、锆基非晶合金、镍基非晶合金、钴基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金或钛基准晶粉末中的一种或多种。1.3、当待强化孔的零件的材质为铝合金时，选用铁基非晶合金、锆基非晶合金、稀土基非晶合金、镁基非晶合金、铝基准晶合金或钛基准晶合金粉末中的一种或多种。2、确定润滑剂的分散剂种类：2.1、当润滑剂的粉末含有稀土基或镁基非晶合金时，不能选用油酸或羧酸作为分散剂；2.2、当润滑剂的粉末不含有稀土基或镁基非晶合金时，可选用硅油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯或羧酸的一种或多种作为分散剂。3、确定粉末颗粒的形状：润滑剂的粉末优先选用球形颗粒，随机抽选50g粉末，椭球形或其他形状的颗粒数量应不超过总颗粒数量的30％。4、确定粉末颗粒的尺寸：4.1、当孔挤压过盈量为1％～5％时，粉末颗粒的名义尺寸为1μm～500μm；4.2、当孔挤压过盈量小于1％时，粉末颗粒的名义尺寸为0.1μm～100μm。5、润滑剂制备：将粉末倒入分散剂中，采用搅拌机将粉末与分散剂搅拌均匀。6、润滑剂的涂覆：采用刷涂或喷涂的方式将润滑剂均匀涂覆在孔壁或衬套上，干燥后润滑剂层的厚度为100μm～500μm。7、挤压强化：按照HB/Z170《航空零件的孔挤压强化》标准对待强化孔进行挤压强化。本专利技术的工作原理是：非晶合金，又称金属玻璃，是具有长程无序、短程有序原子排列特征的一类金属材料的总称。该材料具有金属和玻璃的特征，具有高强度、高硬度、大弹性极限、超塑性等独特的力学性能。是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有与晶体相似的长程有序的原子排列，但是准晶体不具备晶体的平移对称性，准晶合金坚硬又有弹性、非常平滑。首先，本专利技术利用非晶和准晶合金具有高硬度和高强度的特点，在挤压过程中，充当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种孔挤压用润滑剂，其特征在于：它由非晶或准晶合金的粉末与分散剂组成；粉末与分散剂的配比为(1-50)g/ml，所述粉末颗粒的形状为球形或椭球型，尺寸为0.1μm～500μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种孔挤压用润滑剂，其特征在于：它由非晶或准晶合金的粉末与分散剂组成；粉末与分散剂的配比为(1-50)g/ml，所述粉末颗粒的形状为球形或椭球型，尺寸为0.1μm～500μm。


2.所述非晶合金为铁基、锆基、镍基、钛基、钴基、稀土基、铜基或者镁基非晶合金，准晶合金为铝基或钛基准晶合金；所述粉末为上述合金中的一种或多种，非晶和准晶合金的粉末不可以混合。


3.所述分散剂为硅油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯或羧酸的一种或多种。


4.所述孔挤压时，当待强化孔零件的材质为钢材时，选用铁基非晶合金、锆基非晶合金、镍基非晶合金、钴基非晶合金、钛基非晶合金或钛基准晶粉末中的一种或多种。


5.所述孔挤压时，当待强化孔零件的材质为钛合金时，选用铁基非晶合金、锆基非晶合金、镍基非晶合金、钴基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金或钛基准晶粉末中的一种或多种。


6.所述孔挤压时，当待强化孔的零件的材质为铝合金时，选用铁基非晶合金、锆基非晶合金、稀土基非晶合金、镁基非晶合金、铝基准晶合金或钛基准晶合金粉末中的一种或多种。


7.所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗学昆，王欣，王强，宋颖刚，汤智慧，宇波，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11